電(dian)弧熔爐(lu)生產電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂的(de)工藝(yi)流程主(zhu)要包括：原料(liao)配料(liao)、電(dian)弧熔融、破碎(sui)、選別、粉碎(sui)、篩別、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有(you)豐富的(de)優(you)質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石，氧化(hua)鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于(yu)(yu)開(kai)采，因此，被廣泛(fan)用作電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)原(yuan)料(liao)。采用菱(ling)鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料(liao)，碳酸鎂(mei)(mei)分解產生CO2氣體，由于(yu)(yu)有(you)大(da)量(liang)氣體從爐內排(pai)出影響著電熔(rong)過(guo)程的(de)進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均(jun)有(you)不利影響，由于大(da)量(liang)塵料(liao)飛損，使(shi)物料(liao)損耗(hao)(hao)和能量(liang)消耗(hao)(hao)增高，也惡化了車間生產(chan)環(huan)境。但由于優質菱鎂(mei)礦石容易獲得，價格(ge)很低廉，所(suo)以(yi)，仍是我國電熔(rong)氧(yang)化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原(yuan)料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)(mei)礦。菱鎂(mei)(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)含量高低和化(hua)學成分直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量，同時在電(dian)熔(rong)(rong)(rong)過程中也直接影響到(dao)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)得到(dao)的(de)品級(ji)比(bi)例，因(yin)此，為了保(bao)證(zheng)電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)質量和品級(ji)比(bi)例，必須(xu)對各種(zhong)礦石進行適(shi)當的(de)配比(bi)后(hou)進行熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)石(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)礦源(yuan)非常(chang)豐富，水(shui)鎂(mei)石(shi)中氧(yang)化鎂(mei)含量高于菱鎂(mei)礦石(shi)。它(ta)也(ye)是一(yi)種(zhong)制造電熔凝(ning)氧(yang)化鎂(mei)的(de)原料，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)石(shi)的(de)化學成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化(hua)學成分(fen)/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可(ke)以(yi)使生(sheng)產環境(jing)得到改善，可(ke)以(yi)降低運輸費用(yong)。由于電熔時(shi)排出氣體少(shao)，成分也較均勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有(you)利。

我國有(you)一些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂以輕燒氧(yang)化(hua)鎂制成球料入(ru)爐電(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂含量達到98%，以此(ci)料能生(sheng)產出(chu)白色大結晶電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂。但由(you)于成球費用(yong)高，影響生(sheng)產成本(ben)。目前，有(you)的(de)(de)廠家采用(yong)反射爐輕燒氧(yang)化(hua)鎂，以一定(ding)的(de)(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)熔(rong)，電(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂的(de)(de)質量比用(yong)菱鎂礦石好，成本(ben)又(you)比用(yong)球料作原(yuan)料時便宜(yi)，因(yin)而得到了(le)一定(ding)的(de)(de)推廣(guang)。

④燒結鎂(mei)砂。為(wei)了某些電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)特殊要求，有時必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)熔(rong)過程中采用燒結鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，如采用海水鎂(mei)砂作(zuo)(zuo)為(wei)電(dian)熔(rong)原料，一(yi)般首(shou)先利用處理海水和(he)(he)石(shi)灰乳(ru)作(zuo)(zuo)用生產(chan)氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)化鎂(mei)煅(duan)燒成(cheng)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)。用其他方(fang)法也(ye)可以制得輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(詳見工業氧(yang)(yang)化鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)制取方(fang)法)，采用輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)作(zuo)(zuo)為(wei)原料生產(chan)電(dian)熔(rong)凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認(ren)為(wei)，極(ji)(ji)少量的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)氣體(相(xiang))也(ye)屬于晶(jing)(jing)體的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)長大。因為(wei)雜(za)質(zhi)(zhi)(zhi)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用在(zai)于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所(suo)需的(de)(de)(de)(de)能量。當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量降低(di)，其降低(di)量與第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積(ji)成(cheng)正比，所(suo)以必(bi)須(xu)提(ti)高晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才能離(li)開第(di)二(er)相(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)(jing)界(jie)與第(di)二(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與第(di)二(er)相(xiang)橫截面(mian)積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須(xu)變形，第(di)二(er)相(xiang)數量愈多(duo)，晶(jing)(jing)粒長大的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)限尺寸(cun)愈小。

另一方面為了降(jiang)低電熔凝氧化鎂的顯氣孔率，也應盡量減少原料(liao)氧化鎂的氣體排出，因此，采用燒結鎂砂電熔有其顯著(zhu)優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化鎂單晶的(de)化學原料(liao)質量要求：

(3)電弧熔融

這(zhe)些特性(xing)是(shi)同原子(zi)和分子(zi)的(de)量(liang)子(zi)力學本性(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結構等(deng)相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸、質量(liang)和電荷(he)、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結合特性(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極(ji)化作用、結晶構造等(deng)決定它是(shi)一高熔點(dian)化合物。

氧化鎂的(de)熔點和結構參數(shu)：陽(yang)離子半(ban)(ban)徑0.074mm;陰(yin)離子半(ban)(ban)徑0.53mm;結構類型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效配(pei)位數(shu)8.5;密度3.65g/cm3;熔點2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)制造的最重要過(guo)(guo)程(cheng)是由各(ge)種鎂(mei)質原料(liao)，通過(guo)(guo)各(ge)種形(xing)式的加熱(re)方法產(chan)(chan)生高(gao)(gao)溫使(shi)鎂(mei)質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)，變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須消耗(hao)大量(liang)的熱(re)能，以克服離子間(jian)的引力。通過(guo)(guo)強大電(dian)弧產(chan)(chan)生高(gao)(gao)溫而熔(rong)(rong)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)的方法叫做電(dian)弧熔(rong)(rong)融法。這個(ge)融化(hua)過(guo)(guo)程(cheng)一般包括熱(re)的傳導、脫(tuo)(tuo)水、脫(tuo)(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體長大等一系(xi)列物理化(hua)學變化(hua)的過(guo)(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)作原料有(you)一(yi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)的(de)主要成分是氫氧化鎂(mei)(mei)Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳(tan)過程。用菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)作為原料(liao)時有(you)一個脫碳(tan)過程，脫碳(tan)過程包括兩個方面。一方面是菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)熱分(fen)解，菱鎂(mei)礦(kuang)(kuang)石的(de)主要成(cheng)分(fen)是碳(tan)酸(suan)鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一(yi)方面(mian)，由(you)于在(zai)電熔過(guo)程(cheng)中(zhong)往往在(zai)原料(liao)氧化鎂中(zhong)加入(ru)石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(助(zhu)劑)，在(zai)電熔爐(lu)起動過(guo)程(cheng)中(zhong)需(xu)在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下端(duan)用石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形或星形導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)程(cheng)中(zhong)受熱燒損或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)中(zhong)鎂(mei)(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能(neng)作用下，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能(neng)的(de)(de)束縛，變成(cheng)(cheng)能(neng)自(zi)由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。也就是(shi)說，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(du)(熔(rong)(rong)點)就會由固體變成(cheng)(cheng)液體，叫熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)需消(xiao)耗(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)。據(ju)電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)生(sheng)(sheng)產者對用水鎂(mei)(mei)石作原(yuan)料生(sheng)(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平(ping)衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)比例如(ru)下：氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)晶(jing)體生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)消(xiao)耗(hao)值34.9%，渣皮消(xiao)耗(hao)熱(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值3.0%，冷(leng)卻(que)水耗(hao)熱(re)(re)值8.4%，冷(leng)卻(que)爐(lu)殼的(de)(de)水耗(hao)熱(re)(re)值7.9%，爐(lu)子(zi)表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走熱(re)(re)值28.8%。電(dian)(dian)能(neng)損失值3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據(ju)可(ke)以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)